一种减速顶故障检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种减速顶故障检测装置。

背景技术：

减速顶是铁路编组站进行货车编组作业时必不可少的设备，减速顶安装在驼峰尾部的钢轨上，对货车连挂速度进行控制，提高编组效率和保证编组作业安全。当减速顶出现故障时，要么连挂质量达不到要求，要么发生货车掉道安全事故。减速顶的故障有漏气不做功、漏气顶杆不能复位，顶杆卡死，安装螺栓断裂四种情况。可见，及时发现减速顶的故障对保证编组作业安全非常重要。据了解，目前国内外还没有一种能实时监测减速顶工况的设备，减速顶数量庞大，一个编组场的减速顶数量有数千个，靠人工检查不仅效率低，而且很难发现减速顶的故障，编组作业中出现安全事故的事例时有发生，针对此种现象，发明本减速顶故障检测装置。

技术实现要素：

本实用新型提供一种减速顶故障检测装置，满足使用要求，安装使用方便、造价低廉的减速顶故障检测装置。

本实用新型采取的技术方案是：一种减速顶故障检测装置，包括检测区计轴模块和若干个节点单元检测模块；

所述检测区计轴模块用于检测通过的车轮数目，包括计轴模块ⅰ和计轴模块ⅱ；所述计轴模块ⅰ和计轴模块ⅱ分别设置在检测区内钢轨的首尾两端；

所述若干个节点单元检测模块设置在计轴模块ⅰ和计轴模块ⅱ之间；每个节点单元检测模块对应一个减速顶，用于检测相对应的减速顶的工作状态；每个节点单元检测模块均包括有六个传感器；该六个传感器分别为传感器ⅰ、传感器ⅱ、传感器ⅲ、传感器ⅳ、传感器和传感器；所述传感器ⅰ和传感器ⅱ相互配合用于检测减速顶活塞杆工作状态，分别设置在减速顶活塞杆的上止点和下止点的对应处且均与活塞杆非接触；所述传感器ⅲ和传感器ⅳ相互配合用于检测减速顶紧固螺栓是否断裂，分别设置在用于安装减速顶在钢轨上的紧固螺栓上；所述传感器用于检测减速顶缸体的温度，紧贴安装在减速顶的缸体上；所述传感器用于检测减速顶旁边的环境温度，与减速顶的缸体非接触式安装。

其进一步技术方案是：所述传感器ⅰ和传感器ⅱ或是电磁感应接近开关，或是红外接近开关，或是超声波接近开关。

其进一步技术方案是：所述传感器ⅲ和传感器ⅳ均采用弹压式触点开关传感器，该弹压式触点开关传感器安装在螺栓杆的根部处，包括有触点开关和弹簧垫圈。

其更进一步技术方案是：所述计轴模块ⅰ和计轴模块ⅱ均采用车轮传感器，所述车轮传感器采用剪力传感器或磁钢传感器。

其更进一步技术方案是：所述传感器ⅰ和传感器ⅱ通过安装架固定在减速顶活塞杆上止点和下止点的等高处。

其进一步技术方案是：所述传感器、传感器均为温度传感器。

由于采取上述技术方案，本实用新型之一种减速顶故障检测装置具有如下有益效果：

1、本实用新型的减速顶故障检测装置保留原有减速顶内部结构不变，只需在原有减速顶的基础上加装本减速顶故障检测装置，就能准确监测减速顶的工况，减少事故的发生。

2、本实用新型的减速顶故障检测装置安装简单，使用、维修方便，造价低廉。

3、应用本实用新型的减速顶故障检测装置与上位机相连来实现实时监测减速顶的工况，大大提高列车编组作业的质量。

下面结合附图和实施例对本实用新型之一种减速顶故障检测装置的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型之一种减速顶故障检测装置结构位置分布示意图；

图2是本实用新型之节点单元检测模块的安装示意图；

图3是图2中c的放大图；

图4是图2的左视图；

图5是本实用新型之一种减速顶故障检测装置的结构框图。

图6是减速顶故障检测装置在减速顶正常工作情况下的信号波形图。

图中：

1-传感器ⅰ，2-传感器ⅱ，3-传感器ⅲ或是传感器ⅳ，31-触点开关，32-弹簧垫圈，4-传感器，5-传感器，6-紧固螺栓，7-紧固螺母，8-钢轨，9-信号调理器，10-微处理器，11-can通信总线，12-上位机，13-减速顶，14-安装架；

d1-计轴模块ⅰ，d2-计轴模块ⅱ，s1、s2、sn-节点单元检测模块。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种减速顶故障检测装置，包括检测区计轴模块和若干个节点单元检测模块。

所述检测区计轴模块用于检测通过的车轮数目，包括计轴模块ⅰd1和计轴模块ⅱd2；所述计轴模块ⅰd1和计轴模块ⅱd2分别设置在检测区内钢轨8的首尾两端；

所述若干个节点单元检测模块设置在计轴模块ⅰd1和计轴模块ⅱd2之间；每个节点单元检测模块对应一个减速顶，用于检测相对应的减速顶13的工作状态；每个节点单元检测模块均包括有六个传感器；该六个传感器分别为传感器ⅰ1、传感器ⅱ2、传感器ⅲ3、传感器ⅳ、传感器4和传感器5；所述传感器ⅰ和传感器ⅱ相互配合用于检测减速顶活塞杆工作状态，分别设置在减速顶活塞杆的上止点和下止点的对应处，且均与活塞杆非接触；所述传感器ⅲ和传感器ⅳ相互配合用于检测减速顶紧固螺栓是否断裂，分别设置在用于安装减速顶在钢轨上的两根紧固螺栓6上（参见图4）。所述传感器和传感器分别检测减速顶缸体的温度和减速顶旁边的环境温度。传感器紧贴安装在减速顶的缸体上，传感器与减速顶的缸体非接触式安装，可以安装在减速顶缸体边上，与缸体不直接接触。

优选的，所述传感器ⅰ1和传感器ⅱ2通过安装架14固定在减速顶活塞杆上止点和下止点的等高处。所述传感器ⅰ和传感器ⅱ或是采用电磁感应接近开关，或是采用红外接近开关，或是采用超声波接近开关。所述安装架14可以安装在铁轨内侧。

所述传感器ⅰ和传感器ⅱ用来实时监测减速顶的活塞杆端部，其检测原理为：正常情况下在通过车轮的作用下，减速顶的活塞杆上下移动，接近开关会产生对应的脉冲电信号，当减速顶发生故障时，接近开关产生的脉冲电信号异常。即当减速顶正常工作时，当车轮压过减速顶活塞杆顶部时，在车轮重量作用下，受到车轮轮缘的作用，减速顶的顶部从图2中的a点（即减速顶活塞杆的上止点）向b点（即减速顶活塞杆的下止点）运动，当车轮离开时，在减速顶内部气压作用下，活塞杆复位，从位置b返回到位置a。在位置a、位置b附近安装接近开关，活塞杆头部分别离开和进入接近开关的感应区域，由于活塞杆头部尺寸比活塞杆身体尺寸大，接近开关可以感应到活塞杆头部从而改变输出电平，从而引起输出信号的脉冲变化。当减速顶发生泄漏时，活塞杆被车轮压下后不能自动复位，接近开关的信号不会发生变动，当减速顶卡死后，车轮也不能推动活塞杆运动，接近开关的信号也不会发生变动。这样通过分析信号可以判断出减速顶工作状态是否正常。

如图6所示展示了减速顶检测装置在减速顶正常工作情况下的信号波形图，图中t表示时间，u表示电压，c表示安装在上止点处传感器ⅰ的信号波形图，d表示安装在下止点处传感器ⅱ的信号波形图。

优选的，所述传感器ⅲ和传感器ⅳ采用弹压式触点开关传感器，该弹压式触点开关传感器安装在螺栓杆的根部处，包括有触点开关31和弹簧垫圈32（参见图3）。

所述传感器ⅲ和传感器ⅳ用来检测减速顶连接螺栓是否断裂，其检测原理为：一般减速顶连接螺栓断裂发生在螺栓的根部，正常情况下，根据弹簧垫圈32在紧固螺母紧固力作用下被压缩，触点开关31触点闭合，当螺栓断裂后，紧固螺母紧固力消失，弹簧垫圈32张开，触点开关31触点分离，通过简单电路就可以检测出这两种状态，从而判断紧固螺栓是否断裂。

所述传感器、传感器均为温度传感器，别用于检测减速顶缸体温度和减速顶缸体旁边的环境温度。减速顶正常工作时，由于克服阻力做功，减速顶的缸体温度明显高于环境温度，当减速顶漏气不做功，则减速顶缸体的温度与环境温度差别不大。通过传感器与传感器检测到的温度所形成的温度差，就可以判别减速顶是否发生漏气故障。其中所述传感器5可以安装在安装架14上。

优选的，所述计轴模块ⅰd1和计轴模块ⅱd2均采用车轮传感器，所述车轮传感器采用采用剪力传感器或磁钢传感器。当货车车轮通过时，计轴模块能给出对应的脉冲信号，表示有车轮通过。

为了实现实时监控每个减速顶的工况，本实施例中的各传感器的信号还需要传给微处理器判断处理，所述计轴模块ⅰd1、计轴模块ⅱd2和每个节点单元检测模块都对应有一个微处理器10（如stm32f103系列的芯片）。每个节点单元中的微处理器用于接收本节点单元中的传感器ⅰ、传感器ⅱ、传感器ⅲ、传感器ⅳ、传感器和传感器传来的信号并进行处理，判断出对应的减速顶的工作状态，最后将判断结果通过can通信总线11发送给上位机12；计轴模块ⅰd1中的微处理器用于接收安装在检测区内钢轨8的首端的车轮传感器传来的信号并进行处理，把检测到的车轮数目通过can通信模块发送给上位机12；计轴模块ⅱd2中的微处理器用于接收安装在检测区内钢轨8的尾端的车轮传感器传来的信号并进行处理，把检测到的车轮数目通过can通信模块发送给上位机12。所述传感器ⅰ、传感器ⅱ、传感器ⅲ、传感器ⅳ、传感器、传感器和车轮传感器均通过对应的信号调理器9与相对应的微处理器进行连接（参见图5）。所述信号调理器与相对应的各传感器进行连接，把各传感器的微弱信号放大、滤波、整形，提供给微处理器进行分析处理。

应用本实用新型一种减速顶故障检测装置来监控减速顶的方法：通过节点单元检测模块感知减速顶是处在正常状态、漏气状态、卡死状态和紧固螺栓是否断裂等几种情况；与各节点单元检测模块的微处理器将判断结果通过can通信模块发送给上位机，经处理后判断结果在终端（上位机）把所检测的每个减速顶的状态显示出来根据危害程度给出报警等级，实现实时监测减速顶的工况，实现安全防护。换句话说，与微处理器连接了的节点单元检测模块以嵌入式单片机为核心，不间断检测被检测的减速顶传感器的输出信号，当信号发生变化时，节点单元检测模块中的微处理器解析出相应的故障状态，通过有线或者无线通信把测点的信息发送到上位机。检测区计轴模块给测点检测通过的车轮数目，节点单元检测模块结合通过的车轮数来判断减速顶的工作状态。即根据过车轮数与接近开关传感器的检测到脉冲数据个数是否一致，如果个数一致，表示减速顶的工作正常；如果个数不一致或是检测到的温度相差较大，则说明减速顶的工作状态异常，需要检查或更换减速顶。

需要说明的是本装置涉及计算机运行的软件程序是常用的管理软件，属于现有技术，在此不再赘述。

本实用新型广泛适用于各种编组场的减速顶检测。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于上述各实施例的记载，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。